真空冷冻干燥技术在食品加工方面的应用与实践

吴昊, 周旭达

摘  要：食品加工技术有很多种，真空冷冻干燥技术是目前被世界公认的最先进的食品加工技术。这项技术的应用能够很好的保证食品加工的质量，所以在食品加工行业的发展中也占据着越来越重要的位置。本文首先概述了真空冷冻干燥技术在食品加工中重要性及应用现状，然后主要介绍了真空冷冻干燥的基本原理以及在食品加工过程中的应用。

关键词:真空冷冻干燥技术；食品加工；应用与实践

前言

伴随着社会经济持续发展，带动了各行业领域的快速发展，比如食品加工领域发展势头呈现着日益迅猛趋势，对各项加工处理技术要求逐渐提升。冷冻干燥加工处理技术，属于食品方面加工处理主要技术之一，需得到食品加工领域的普遍关注及重视。

1、真空冷冻干燥技术在食品加工中的重要性及应用现状

1.1、真空冷冻干燥原理与特点

1.1.1、真空冷冻干燥的原理

根据热力学中的相平衡理论，水的三相点(汽、液、固三相共存)温度为0.0098℃，三相点压力为609.3pa(4.57mm/mg)在水的相变过程中，当压力低于三相点压力时，固态冰可以直接转化为气态的水蒸气即冰晶升华。真空冷冻干燥即是把含有大量水的物质预先冷冻，使物质中的游离水结晶，冻结成固体，泳后在高真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后再除去物质中部分吸附水，最终得到残余水量为1-4%左右的干制品。真空冷冻干燥简称为冻干。

1.2、真空冷冻干燥的特点

冻干过程决定了其干制品具有如下特点：

1.2.1、食品干燥是在低温(-40℃到+55℃)下进行，且处于高真空状态，因此，特别适用于热敏性高和极易氧化的食品的干燥，可以保留新鲜食品的色香味及营养成分。

1.2.2、干制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态。

1.2.3、冻干制品具有多孔结构，因此，具有很理想的速溶性和快速复水性.复水时，比其它干燥方法生产的食品更接近新鲜食品。

1.2.4、在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养携带到物料表面而造成表面硬化和营养损失的现象。

1.2.5、冻干食品采用真空或充氮包装和避光保存，可保持5年不变质。与速冻食品相比免除了运输储存、销售过程中耗费很高的冷藏链，真空冷冻干燥被认为是生产高品质食品的最好的方法。

1.3、真空冷冻干燥食品的国内外研究综述

冻干技术是前苏联科学家拉巴-斯塔罗仁连茨基1921年发明的，直到1943年美国首先在制药工业领域内采用这项新技术，60年代起德国、荷兰等西欧国家才开始将这项技术用于食品工业。随后日、美、英、法和港、台等一些发达国家和地区相继建立起冻干食品加工厂，目前已达到工业化生产程度。我国冻干食品起步也较早，自50年代就开始研究冻干技术在食品加工中的应用，并取得了一定成绩70年代北京、大连、上海等地就建立了试验和生产基地，但由于产品缺乏市场，这些基地被相继拆除。随着我国食品工业的发展，国际、国内市场对冻干食品的需求，人们对冻干食品方便、保健、营养、卫生、耐贮藏等特点有了更进一步的认识，并开展了该技术和设备的试验研究，取得了可喜成果。总的来看，我国自70年代到80年代后期，在冻干技术和设备方面仅仅限于科研试验，到了90年代才有了长足的发展。目前，河南、宁夏、新疆、河北、山东等地已经建成或正在筹建一批冻干食品厂，这标志着我国冻干食品市场正在启动和发展。

1.4、真空冷冻干燥技术在食品加工中的重要生产工艺研究现状。

真空冻干食品生产工艺技术是一种非常复杂，下文就近几年对真空冷冻干燥食品在生产工艺条件中确定的预冻速率、预冻终点温度、加热方式和温度、干燥室真空度及料盘载重量等重要关键技术的研究及结果进行综述。

1.4.1、预冷速率和预冷终点温度。

①预冷。速率优化冻结过程会产生不同粒度的冰晶而直接影响升华干燥速度，陈仪南等人的研究结果表述了结冰速率与冰晶形状和数量之间的相互关系，对于大部分属于块状、条状、片状的果蔬原料，在传统的慢式冷冻干燥工艺条件下制成的食品品质劣化，而在空冷冻干燥工艺条件下制成的食品，食品可基本保持原有的品质，实践表明适当的冷冻方式-预冷冻预冻速率既不影响产品质量，又可加快干燥速率。②预冻终点温度优化冻干食品在升华干燥时，物料有部分液体存在，在真空下会迅速蒸发，造成液体浓缩，营养成分流失，产品体积缩小。因此预冻终点温度一般要求低于物料共晶点温度(食品物料中水分全部冻结的温度，可用电阻法测定，预冻终点温度可避免冻温过低或过高，造成冷冻能耗过高或影响产品质量，一般要求低于物料共晶点温度5℃-10℃左右。

1.4.2、加热方式与温度。食品冻干则大多采用辐射供热方式，该方式将装有物料的托盘置于两辐射加热板中间，热量由上下两加热板(隔板)以辐射的形式传给物料，其供热温度(隔板温度)在水分升华阶段必须以维持物料冰层不超过共融点(完全冻结的食品，当温度升高到某一点时，开始出现冰晶熔化的温度点，可用电阻法测定为最高限，否则会严重影响冻干过程和冻干食品的质量和外观。因此，在特定的传热方式下，干燥过程的升华和解吸过程，只有采用合理的加热温度才能在保证制品质量的前提下，缩短干燥时间，提高干燥效率，从而降低能耗。

2、具体应用

2.1、肉制品冷冻干燥

现阶段，国内外的市场当中冷冻干燥类肉制品已达到较高比例状态，发展趋势良好，这主要使因通过冷冻干燥处理技术有效运用，促使肉制品品质得以显著提升，产品的保质期得到延长，干制品档次较高，能够制作成一种即食类肉制品，肉制品种类较为丰富，肉制品的附加值及销售渠道得以拓宽。肉制品冷冻干燥处理，主要是以常压风干与冷冻封存加工处理，以维持肉制品原有风味及营养成分，满足广大消费者的现实需求。

2.2、主食冷冻干燥

方便主食，以包子、饺子、馄饨、方便粥、方便米饭、方便面为主。生产方便的主食干燥处理方法以冷冻干燥、微波热风的干燥、微波干燥、热风干燥加工处理为主。经相关实践研究表明了，只有冷冻干燥加工处理技术，能够有效地维持方便主食原有的营养成分与口感，具备良好复水性。

2.3、果蔬脆片冷冻干燥

果蔬有着较高的营养价值，极易腐烂变质，运输及长期贮藏难度系数较高，有着地域性与时令性特征。伴随着国内食品加工领域各项科学技术不断进步发展，对于果蔬深加工已逐渐形成了蔬菜脱水与果蔬冷冻干燥加工生产线，把果蔬当中过多的水分脱除，保存果蔬当中所含有维生素与叶绿素，食用期间只要果蔬被浸泡于水中便可实现复原，果蔬原有色泽得以留存，风味及营养成分均能够得以保留。

2.4、冲调饮品冷冻干燥

植物油的提取物、果汁、糖及其余配料等原料，经加工制作成为粉末状或者颗粒物可冲泡引用饮料制品，称其为冲调类饮品。如红绿茶、营养冲剂、营养素、保健茶、果茶、果汁、咖啡等。通过冷冻干燥加工处理技术的有效应用，不仅能够维持产品原有风味与营养成分，且易于冲调，可满足于现代人快节奏生活中营养供给需求。

结语

综上所述，通过以上分析论述之后我们对于冷冻干燥加工处理技术及其在食品加工方面具体应用，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，冷冻干燥加工处理技术具有一定复杂性，那么，为了能够在今后更好地运用冷冻干燥加工处理技术开展各种食品加工活动，便还需广大技术操作者们积极投身于实践探索当中，多积累相关的实践经验，不断提升自身专业化技术水平，充分发挥冷冻干燥加工处理技术应用优势，提升食品加工品质。

参考文献

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[2]周庆珠,李文津,赵林.真空冷冻干燥技术在食品加工方面的应用与实践[J].食品科学,1996,(7):14-17.

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